CN1153123C

CN1153123C - 图形用户界面中的方向性导航

Info

Publication number: CN1153123C
Application number: CNB008020728A
Authority: CN
Inventors: M; M·奎佩尔斯; J·范埃
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 2000-09-15
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2020-09-15
Also published as: WO2001023991A1; US6614455B1; JP2003510926A; KR20010080610A; CN1335949A; EP1133721A1

Abstract

在图形用户界面中，最好供与电视和机顶盒一起使用，菜单导航是通过使用方向性输入实现的。根据方向性输入和当前位置推导出每个菜单选项的合理性度量，其中合理值是根据一考虑了当前和目的地元素之间的重叠的过程而加以确定的。处理设备根据合理性度量猜测目标菜单的位置。一般方向性输入将来自具有指示方向包括对角线方向的按钮的遥控器。

Description

图形用户界面中的方向性导航

技术领域

该发明涉及图形用户界面(GUI)领域，特别是论及这种接口中的方向性导航。

背景技术

特别是，在基于电视的英特网访问的机顶盒领域诸如英特网TV中，GUI中的方向性导航曾有问题。这类系统的菜单有时显示为电视屏幕上的方框或待选择的位置。一般，用户用遥控器而不是用鼠标或跟踪球导航。一般，遥控器有比较初步的方向性诸如按钮，其箭头指向上、下、右和左，请看例如图3的PCT申请WO 98/43 381。有时通过机顶盒解释这些箭头是有缺陷的，方向性命令给出的是某个方向而不是给用户希望的东西。

一种现有技术系统和方法是从EP 0 671 682 A2中获知的，它公开了一种用于管理受计算机控制的显示器的屏幕上的控件的装置和方法。光标被自动定位在理想的控件上。这一理想的控件是通过除去对用户不可见或者位于所述屏幕上的非最佳位置的控件，并且为剩余的每个控件计算加权距离而加以确定的。

这一现有技术装置和方法之中存在缺陷，原因在于相对的低效率，即为剩余的每个控件计算加权距离而引起的。

发明内容

本发明的目的是，要使GUI中的方向性导航更加灵活和准确。

本发明的另一个目的尤其是，提供一种相对高效的数据处理系统和数据处理方法。

根据本发明的数据处理系统包括：

a)显示设备；

b)图形用户界面，包括与所述显示设备上的位置有关的多个菜单元素；和

c)适于执行下列操作的处理器：

i)接收指定向量的用户输入；

ii)根据当前位置、所述向量和所述多个菜单元素为多个菜单选项中的每一个确定各自的合理值；和

iii)提供具有最佳合理值的一个目标菜单元素；其中所述合理值是根据一考虑了当前和目的地元素之间的重叠的过程而加以确定的。

根据本发明的数据处理方法包括：

a)接收指定向量的用户输入；

b)根据将显示器上各自的位置与每个菜单元素相关联的图形用户界面确定显示在显示设备上的多个菜单元素中的每一个的各自的合理值，所说的确定是以当前位置、所述向量和多个菜单选项为基础的；和

c)根据所述合理值供给一个目标菜单选项；

其中所述合理值是根据一考虑了当前和目的地元素之间的重叠的过程而加以确定的。

通过根据考虑了在当前和目的地元素之间的交叠的步骤确定合理值，在有足够的交叠的情况下，进行一次或者多次计算以限定一合理值，并且在交叠不充足的情况下，不作任何计算，并且所述合理值仅仅是根据这一不充足的交叠而加以限定的。因此，与现有技术的系统和方法相比较而言，需要作更少的计算，这样就使根据本发明的系统和根据本发明的方法相对有效。

为了进一步改进本发明，菜单选项所占的区域大小可以加以考虑。如果所述区域变得更大，则这一大小就成为更加有意义的因素。因此，如果由用户指定的方向仅指向所述区域的微小的角，则也许该整个区域不会是一个很合适的目标位置，并且也许更远的一个会是更合适的。人们也许会想到考虑方向性的输入指向所述区域重心的中心有多么靠近。人们可能会考虑在所述区域中的所有点的合理性并且执行某种类型的整合以便确定整个区域的合理性。

本发明还涉及到一种遥控器。根据本发明，该遥控器适于用在一种数据处理系统中，该系统包括：

a)显示器；

b)图形用户界面，包括与所述显示器上的位置有关的多个菜单元素；和

c)适于执行下列操作的处理器：

i)接收指定向量的用户输入，

ii)根据当前位置、所述向量和所述多个菜单元素，为所述多个菜单元素中的每一个确定各自的合理值，和

iii)提供有最佳合理值的目标菜单元素；所述遥控器包含8个方向按钮，作为硬键，其中所述合理值是根据一考虑了当前和目的地元素之间的重叠的过程而加以确定的。

附图说明

现在将通过非限制性举例方法并参照下列图形描述该发明。

图1示出了用于该发明的数据处理系统，

图2示出了一个用于该发明的遥控设备，

图3示出了一份菜单。

图4示出了一个方程式。

具体实施方式

图1示出了用于基于英特网访问接口的电视的菜单的原理。电视屏幕101显示多个菜单项102-111。每个菜单项与显示器上的多象素域或目标区相关。菜单项可用有一般的表安排或作无律的安排。一般，菜单项作荧屏上的方框、位置或域显示。所有盒子可以有一样的大小也可以不一样，这依应用的需要而定。为了上述应用术语“菜单项”、“菜单元素”和“菜单选项”的使用没有区别。电视屏幕与处理器115相连；处理器可以是一个机顶盒或一个内部处理器。该处理器与设备116连接以接收遥控器的输入。设备116可以是一个遥控IR(红外)传感器。

图1只是可能利用该发明的一种数据处理系统的原理。其他种类的数据处理系统诸如带各种显示的PC机也用该发明的原理；然而一般，这些系统设有连接的位置选择装置诸如鼠标，而有相当有限的方向性输入装置诸如光标键。

图2示出了一个用于图1界面的遥控器。该遥控器有若干按钮以便功能指定。这些按钮包括Smart connect^TM201、帮助铵钮204、画中画(PIP)203、返回202、菜单按钮201、选项按钮206和电源按钮212。此外，还有传统的上下钮207和208以进行频道和音量控制。在209上用9个按钮安排来实现导航。按下表按钮211.1-211.8表示移动向量：

按钮基准#	指定的移动向量
按钮基准#	指定的移动向量	211.8	(0.1)
211.7	(1，1)	211.8	(0.1)
211.7	(1，1)	211.6	(1，0)
211.5	(1，-1)	211.6	(1，0)
211.5	(1，-1)	211.4	(0，-1)
211.3	(-1，-1)	211.4	(0，-1)
211.3	(-1，-1)	211.2	(-1，0)
211.1	(-1，1)	211.2	(-1，0)

为了上述应用，根据特殊应用的需要，术语“向量”可以指1)数的有序n；2)指定的长度和方向；或3)仅有方向。类似地，术语“方向输入”与向量类似。响应用户指定的移动向量，GUI将在图1上高亮或指示一个菜单选项。按钮210是一个“OK”扭，它让用户选取一个项；该项在屏幕上指示。

图2的遥控器可能用于菜单；菜单选项象八瓣花的花瓣那样显示；按图3，则每个按钮将指定一个瓣。在图3中，瓣相当于下列选项：301是主页；302是设置；303是邮件；304是帮助；305是电视；306是英特网。本领域的普通技术人员能设计出相当于瓣或花的其他选项和花瓣状的遥控器。然后，可能将按钮和花瓣间的相应关系硬接到显示上。

本领域的普通技术人员可能设计其他的遥控器以指定图1菜单中的移动。最常用的是，该遥控器将接收来自按钮、按键、磁盘或其他触敏传动装置的方向性输入。该遥控器还可能有某种压敏性因此如果对铵钮压得更紧它将显示更长的向量。

至于菜单选项的不规则分布，如图1所示，问题成了响应给定的向量指定由哪个菜单选项指示。按照该发明，在响应向量中，数据处理器必须“猜测”哪个菜单选项要突出出来。

按照一个实施方案，当用户输入一个方向时，给定了当前元素和目的地元素组，则为每一个目的地元素计算合理值；带最佳合理值的目的地元素作为新的当前元素。给定的目的地元素的合理值计算如下。负合理值将抛弃目的地元素作可能的目的地：

1)如果该方向是正上或正下：

a)如果当前和目的地元素间有足够的水平交叠，则该合理值是垂直距离的平方；

b)如果当前和目的地元素间没有足够的水平交叠，则该合理值为负。

2)如果该方向是正左或正右：

1)如果当前和目的地元素间有足够的垂直交叠，则该合理值为水平距离的平方；

2)如果当前和目的地元素间没有足够的垂直交叠，则该合理值为负。

3)如果该方向是对角线：

a)如果当前和目的地元素间有足够的水平和垂直交叠，则该合理值是垂直距离的平方加水平距离的平方；

b)如果当前和目的地元素间没有足够的水平或垂直交叠，则该合理值为负。

按照上述实施方案，最佳的合理值是最小的非负合理值。本领域的普通技术人员可能设计其他确定合理性的方法。

在上列的过程中，不足够的交叠可定义如下，虽然本领域的普通技术人员很可能设计其他的方法。在下面中，定义交叠的足够或不足够的伪码用不同的外形出现。注释“B.right”表示元素B的右边界；“A.Left”表示元素A的左边界等等。

1)当前元素A和目的地元素B间正上或正下导航的足够水平交叠定义为：

overlap＝sufficient；

　　if(B.right＞A.right)

　　{

　　      if((B.right-A.right＞A.right-B.left)and

　　         (B.left-A.left＞A.right-B.left))

　　          overlap＝insufficient；

　　}

　　if(B.left＜A.left)

　　{

　　      if((A.left-B.left＞B.right-A.left)and

　　         (A.right-B.right＞B.right-A.left))

　　          overlap＝insufficient；

　　}

换句话说，将认为交叠是足够的，除非

i)

a)B的右边界比A的右边界更右和

b)A和B右边界位置间的差值比A右边界和B的左边界间的差值更大，和

c)A和B的左边界位置间的差值比A的右边界和B的左边界位置间的差值更甚；或

ii)

a)B的左边界比A的左边界更左，和

b)A和B左边界位置中的差值比B的右边界和A的左边界位置的差值更大，和

c)A和B的右边界位置中的差值比B的右边界和A的左边界位置中的差值更大。

2)当前元素A和目的地元素B间正右或正左导航的垂直交叠足够性定义为：

　　    overlap＝sufficient；

　　    if(B.bottom＞A.bottom)

　　    {

　　          if((B.bottom-A.bottom＞A.bottom-B.top)
and

　　          (B.top-A.top＞A.bottom-B.top))

　　          overlap＝insufficient；

　　     }
if(B.top＜A.top)

　　     {

　　          if((A.top-B.top＞B.bottom-A.top)and

　　             (A.bottom-B.bottom＞B.bottom-A.top))

　　              overlap＝insufficient；

　　      }

换句话说，交叠是足够的，除非

i)

a)B的底部边界比A的底部边界高，和

b)B和A的底部边界位置的差值比A的底部边界和B的顶部边界间位置中的差值更甚，和

c)A和B顶部边界位置中的差值比A的底部边界和B的顶部边界间位置中的差值更甚，或

ii)

a)B的顶部边界比A的顶部边界低，和

b)A和B的顶部边界间位置中的差值比B的底部边界和A的顶部边界间位置中的差值更大，和

c)A和B底部边界间位置中的差值比B的底部边界和A的顶部边界间位置中的差值更大。

3)对于对角线导航，如果B不垂直和水平地伸展至少一半到对角线导航的方向确定的导航区则当前元素A和目的地元素B间交叠是不够的。

·A的右上象限用于右上导航

·A的左上象限用于左上部导航

·A的右下象限用于右下部导航

·A的左下象限用于左下部导航

因此术语“足够的交叠”的意思不是指两个菜单选项区的实际交叠，而是指两个菜单选项区是否符合交叠的定义，如上所述。

本领域的普通技术人员可设计其他的“猜测”方法，猜测哪个菜单选项是可能的。例如，可按图4的方程式确定合理值((X，Y))，(X_p，Y_p)，(a，b))，其中代表菜单位置的屏幕元素与屏幕的尺寸比较起来比较小。再次用适应性来确定最恰当的目标位置。如果两个目标位置有相同的合理值，则必须挑选一个。

在图4的方程式中，

Δ(X，Y)是当前的高亮点，

Δ(X_p，Y_p)是P点的位置，

ΔP在[0，m)范围内，

Δm是“可到达”点的个数，

Δ(a，b)是指示用户希望去的方向的向量，

Δd是来自[1，→)的一个值，该值确定合理值中(X，Y)到(X_p，X_p)的距离的影响。

表达图4方程的另一种方法是，比如说合理性((X，Y)，(X_p，Y_p)，(a，b))等于向量(X_P-X，Y_P-Y)和(a，b)间余弦平方除以向量(X_P-X，Y_P-Y)的长度的某个幂。另一办法是，如果(a，b)被标准化为长度1，则(a，b)的长度可从合理性函数中消去。它还可能对将余弦提高上到比2大的某个其他幂。

在前述中，考虑了两种适应性度量标准。本领域的普通技术人员可能想到了其他。一般，适应性度量标准应当考虑这些因素，诸如方向和候选目标位置和当前位置间的距离。在象图4的公式中用余弦或内积是考虑(a，b)和(X_P-X，Y_P-Y)间方向的相似或不同的一种方法。

此外，可能考虑菜单选项占用的区域尺寸。如果该区域变大了则上述尺寸就变成一个更重要的因素。因此，如果用户指定的方向指示该区域的仅一个微小的角，那末该整个区域可能不是非常适合的目标位置，而更远一个可能是更合适。可能要考虑该方向性输入指向该区域的重心有多近。可考虑该区域中所有点的合理性并执行某种集成以便确定整个区域的适应性。上面首先指定的合理性度量用区域边界作为考虑菜单选项的区域限度的一种方法而不执行这一集成。

Δ该发明可能用于其中的一个系统是Philips Pronto。在下列美国专利申请中描述了可能采用本发明的更多系统和遥控器，在作为参考：

Δ美国序列号09/062,364(代理摘要PHA 23,387)申请日4/17/98，授予Jan Van Ee和Sug Choi，名称为“带有自动变焦特性的图形用户界面触摸屏”。

Δ美国序列号09/128,839(代理摘要PHA 23,469)申请日8/4/98，授予Jan Van Ee，名称为“带有动画的遥控器”。

Δ美国序列号09/129,300(代理摘要PHA 23,470)申请日8/5/98，授予Jan Van Ee，名称为“实现用户友好的宏编辑的GUI遥控器”。

Δ美国序列号09/271,200(代理摘要PHA 23,607)申请日3/17/99，授予Jan Van Ee，名称为“全功能遥控编辑器和模拟器”。

Δ美国序列号09/311,128(代理摘要PHA 23,501)申请日5/13/99授予Joost Kemink，名称为“更新可编程控制设备的基于英特网的服务”。

对本领域的技术人员来说，显然可从阅读本公开而产生其他的修正方案。这些修正方案可能包含其他特性；这些特性在设计、制造和使用用于显示屏幕设备的图形用户界面和遥控器上已知；这些修正方案可以用来代替这里描述的特征或在这些特征外附的特征。虽然对这些特征的特殊组合在上述中已作了系统阐述，但它应当理解为本应用公布的范围还包括任何新的特性或这里明确地或不明确地公开的特性的新组合或任何由此产生的特性，而不管它是否减轻了任何或所有相同的技术问题，如本发明所做的那样。因此申请人注意在本申请或任何从此派生的进一步申请执行期间对这些特性的新的权利要求可作系统阐述。

该词“包含”如这里所用的那样，不应看作排除了附加的元素。单一的冠词“a”或“an”，如这里所用的那样，不应看作排除了复数元素。

Claims

1.一种数据处理系统，包含：

显示设备(101)；

图形用户界面，包括与显示设备(101)上的位置有关的多个菜单元素(102-111，301-306)；和

适于执行下列操作的处理器(15)：

接收指定向量的用户输入；

根据当前位置、所述向量和所述多个菜单元素为多个菜单选项中的每一个确定各自的合理值；和

提供具有最佳合理值的一个目标菜单元素；

2.权利要求1的系统，其中按以下过程确定所述合理值，该过程考虑向量间方向的差值和所述多个菜单元素的当前位置和给定位置间的差值。

3.权利要求1的系统，其中按以下过程确定所述合理值，该过程考虑所述多个菜单元素的当前位置与给定位置间的距离。

4.权利要求1的系统，其中按以下过程确定所述合理值，该过程考虑所述多个菜单元素中的给定一个的区域范围。

5.权利要求1的系统，其中该向量选自八个向量的一组{正上、正下、正左、正右、对角上和至右、对角上和至左、对角下和至右，对角下和至左}。

6.权利要求1的系统、其中所述操作包含：

按下列标准确定所述多个菜单选项中的每个的合理值：

i)如果方向是正上或正下：

A)如果当前和目的地元素间有足够的水平交叠，则所述合理值是垂直距离的平方；和

B)如果当前和目的地元素间没有足够的水平交叠，则所述合理值为负；

ii)如果方向是正左或正右：

A)如果当前和目的地元素间有足够的垂直交叠，则所述合理值是水平距离的平方；和

B)如果当前和目的地元素间没有足够的垂直交叠，则所述合理值为负；和

iii)如果方向是对角线：

A)如果当前和目的地元素间有足够的水平和垂直交叠，则所述合理值是垂直距离平方加水平距离平方；和

B)如果当前和目的地元素间没有足够的水平或垂直交叠，则所述合理值为负；和

提供有最佳合理值的目标菜单元素。

7.权利要求6的系统，其中

对当前元素A和目的地元素B间正上或正下导航的水平交叠的充足性被定义为：

i)

a)B的右边界比A的右边界更右，和

b)A和B右边界位置间的差值比A的右边界和B的左边界位置间的差值更大，和

c)A和B左边界位置间的差值比A右边界和B左边界位置间的差值更大；或

ii)

a)B的左边界比A的左边界更左，和

b)A和B左边界位置上的差值比B的右边界和A的左边界位置上的差值更大，和

c)A和B的右边界位置上的差值比B的右边界和A的左边界位置上的差值更大。

对当前元素A和目的地元素B间的正右或正左导航的垂直交叠的充足性被定义为：

i)

a)B的底部边界比A的底部边界高，和

b)B和A的底部边界位置的差值比A的底部边界和B的顶部边界间位置的差值更大，和

c)A和B的顶部边界位置的差值比A的底部边界和B的顶部边界间位置的差值更大，或

ii)

a)B的顶部边界比A的顶部边界低，和

b)A和B的顶部边界间位置的差值比B的底部边界和A的顶部边界间位置的差值更大，和

c)A和B的底部边界间位置的差值比B的底部边界和A的顶部边界间位置的差值更大，

对对角线导航来说，如果B不垂直和水平地伸展至少一半到对角线导航方向规定的象限中则当前元素A和目的地元素B间的交叠是不够的：

·A的右顶象限用于右顶部导航

·A的左顶象限用于左顶部导航

·A的右底象限用于右底部导航

·A的左底象限用于左底部导航。

8.权利要求1的系统，其中根据下面的方程确定合理值：

式中

(X，Y)是一个当前的高亮点，

(X_P，Y_P)是P点的位置，

P在范围[0，m)内，

m是“可到达的”点的个数，

(a，b)是指示用户希望到达的方向的向量，

d是来自[1，→)的一个值，该值确定合理值中(X，Y)到(X_P，Y_P)距离的影响。

9.一种用于数据处理系统的遥控器，该系统包括

显示器(101)；

图形用户界面，包括与所述显示器上的位置有关的多个菜单元素(102-111，301-306)；和

适于执行下列操作的处理器(115)：

接收指定向量的用户输入，

根据当前位置、所述向量和所述多个菜单元素，为所述多个菜单元素中的每一个确定各自的合理值，和

提供有最佳合理值的目标菜单元素；所述遥控器包含8个方向按钮(2161-2168)，作为硬键，其中所述合理值是根据一考虑了当前和目的地元素之间的重叠的过程而加以确定的。

10.一种数据处理方法，包含：

接收指定向量的用户输入；

根据将显示器上各自的位置与每个菜单元素相关联的图形用户界面确定显示在显示设备(101)上的多个菜单元素(102-111，301-306)中的每一个的各自的合理值，所说的确定是以当前位置、所述向量和多个菜单选项为基础的；和

根据所述合理值供给一个目标菜单选项；